【摘要】：微波濾波器是無線通信系統(tǒng)不可或缺的部分,它在射頻終端發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的過程中起到非常重要的作用。無線通信技術(shù)的快速發(fā)展給人們帶來了很大的便利,同時(shí)人們也對(duì)通信系統(tǒng)的要求越來越多,對(duì)微波濾波器的性能指標(biāo)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。微波諧振電路除了在基本頻率處產(chǎn)生諧振外,還會(huì)在基數(shù)倍數(shù)頻率上產(chǎn)生高次諧波,這些不需要的諧波會(huì)影響濾波器的選頻和去噪性能。與微帶結(jié)構(gòu)濾波器相比,腔體濾波器產(chǎn)生的高次諧波通常會(huì)顯得更加的雜亂無章,因此研究如何抑制產(chǎn)生在腔體濾波器中的高次諧波是一件非常有意義的事情。另一方面,如何設(shè)計(jì)出能夠適應(yīng)多種通信標(biāo)準(zhǔn)的多頻濾波器,逐漸成為成當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。目前的研究大部分集中在多頻微帶濾波器上,關(guān)于腔體結(jié)構(gòu)的研究很少。設(shè)計(jì)低成本、低體積、多性能的腔體多頻濾波器有很大的研究意義。本文研究工作基于腔體濾波器結(jié)構(gòu),主要研究腔體諧波抑制濾波器以及腔體多頻濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法,其工作內(nèi)容大致分為以下三個(gè)部分:(一)對(duì)同軸腔體諧波抑制濾波器進(jìn)行了研究。同軸諧振器為四分之一波長(zhǎng)諧振器,由于微波電路的特性,諧振器會(huì)在基本頻率的三倍處和五倍處產(chǎn)生高次諧波�；谕S腔體濾波器特性提出三種抑制腔體諧波的方法:(1)提出一種在激勵(lì)端口加輔助諧振器,同時(shí)轉(zhuǎn)移激勵(lì)端與主諧振器的在三倍頻和五倍頻處的諧振能量到激勵(lì)端與輔助諧振器上去,從而同時(shí)抑制了濾波器的第一寄生通帶和第二寄生通帶。并設(shè)計(jì)了兩種輔助諧振單元,實(shí)現(xiàn)了諧波抑制寬阻帶同軸腔體濾波器。(2)提出一種基于階躍阻抗諧振器(SIR)結(jié)構(gòu)的電容加載濾波器,SIR結(jié)構(gòu)和加載電容具有抑制諧波的作用,設(shè)計(jì)了一款同軸SIR電容加載諧波抑制濾波器,諧波抑制效果達(dá)基本頻率8倍以上。(3)提出一種基于枝節(jié)加載的同軸腔體諧波抑制濾波器。同軸諧振器通過開路枝節(jié)加載錯(cuò)開了諧振器的一次諧波,從而使濾波器在三倍頻率處不產(chǎn)生諧振,抑制了濾波器的一次諧波。(二)對(duì)矩形波導(dǎo)諧波抑制濾波器進(jìn)行了研究�；诰匦尾▽�(dǎo)濾波器提出一種諧波抑制方法,通過在矩形波導(dǎo)里加脊處理,不僅可以大大縮小濾波器的體積,并且表現(xiàn)較好的帶外抑制性能,帶外抑制效果達(dá)基本頻率3倍以上。(三)對(duì)腔體多頻濾波器進(jìn)行了研究。基于同軸腔體設(shè)計(jì)了一款雙頻濾波器:對(duì)同軸腔體進(jìn)行開路枝節(jié)加載,可以引入新的諧振模式,枝節(jié)加載的位置和長(zhǎng)度影響諧波與基頻的頻率比。提出一款基于枝節(jié)加載的雙頻腔體寬帶濾波器,第一通帶中心頻率為0.9GHz,3dB帶寬為9%。第二通帶中心頻率為2GHz,3dB帶寬為7.2%,并引入一個(gè)傳輸零點(diǎn)。
【圖文】：

華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文這將對(duì)濾波器的帶外抑制帶來較大的影響[3]-[4]。同時(shí)會(huì)在系統(tǒng)不需要的頻率處產(chǎn)生諧振通帶，這將直接影響微波系統(tǒng)的選頻和去噪功能，因此對(duì)整個(gè)微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)造成很大的影響，也一直是人們?cè)谠O(shè)計(jì)微波系統(tǒng)時(shí)面臨的結(jié)構(gòu)困擾。因此，濾波器的帶外抑制性能和選頻性能是在微波濾波器發(fā)展中備受關(guān)注的部分。早期人們一般是使用一個(gè)低通濾波器和一個(gè)帶通濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，用這種方式來抑制寄生通帶的產(chǎn)生。然而這種抑制諧波的方式，因?yàn)椴捎玫氖莾蓚�(gè)濾波器級(jí)聯(lián)，這肯定會(huì)增加原本系統(tǒng)的重量和體積，這也意味著制造成本也相應(yīng)的提高[5]。因此，研究具有諧波抑制功能的濾波器在現(xiàn)階段來看，，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（a） （b）圖 1-2 PBG-微帶濾波器 （a)結(jié)構(gòu)示意圖 （b）抑制效果圖通常我們?cè)谖еC波抑制濾波器設(shè)計(jì)中使用抽頭技術(shù)。早期 Kuo J 等人就提出種抽頭結(jié)構(gòu)的饋電方式設(shè)計(jì)的寬阻帶濾波器，成功抑制寄生通道到基頻的 6 倍以07 年，Ching-Luh Hsu 等人發(fā)表“ATwo-Stage SIR Bandpass Filter With an Ultraper Rejection Band”，文章闡述了一種微帶諧波抑制的方法[23]。如圖 1-3 所示，
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN713

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本文編號(hào)：2641468